安徽大学量子力学试题汇编汇总期末复习资料2001～2002二(B)

量子力学复习题附答案

量子力学复习题附答案1. 量子力学的基本假设是什么？答案：量子力学的基本假设包括波函数假设、态叠加原理、测量假设、不确定性原理、薛定谔方程和泡利不相容原理。

2. 描述态叠加原理的内容。

答案：态叠加原理指出，一个量子系统可以处于多个可能状态的线性组合，即叠加态。

系统的态函数可以表示为这些可能状态的叠加。

3. 测量假设在量子力学中扮演什么角色？答案：测量假设指出，当对量子系统进行测量时，系统会从叠加态“坍缩”到一个特定的本征态，其概率由波函数的模方给出。

4. 不确定性原理如何表述？答案：不确定性原理表述为，粒子的位置和动量不能同时被精确测量，它们的不确定性的乘积总是大于或等于某个常数，即 $\Delta x\Delta p \geq \frac{\hbar}{2}$。

5. 薛定谔方程的形式是什么？答案：薛定谔方程的形式为 $i\hbar\frac{\partial}{\partialt}\Psi(r,t) = \hat{H}\Psi(r,t)$，其中 $\Psi(r,t)$ 是波函数，$\hat{H}$ 是哈密顿算符，$\hbar$ 是约化普朗克常数。

6. 泡利不相容原理的内容是什么？答案：泡利不相容原理指出，一个原子中不能有两个或更多的电子处于相同的量子态，即具有相同的一组量子数。

7. 什么是波函数的归一化？答案：波函数的归一化是指波函数的模方在整个空间的积分等于1，即$\int |\psi|^2 d\tau = 1$，其中 $d\tau$ 是体积元素。

8. 描述量子力学中的隧道效应。

答案：隧道效应是指粒子通过一个势垒的概率不为零，即使其动能小于势垒的高度。

这是量子力学中粒子波性质的体现。

9. 什么是自旋？答案：自旋是量子力学中粒子的一种内禀角动量，它与粒子的质量和电荷有关，但与粒子的轨道角动量不同。

10. 什么是能级和能级跃迁？答案：能级是指量子系统中粒子可能的能量状态，能级跃迁是指粒子从一个能级跃迁到另一个能级的过程，通常伴随着能量的吸收或发射。

安徽大学05-06-2B《量子力学》试题及答案

z 安徽大学20 05 -20 06 学年第 2 学期《量子力学》期末考试试卷（B 卷）（时间120 分钟）年级院系专业姓名学号座位号一、简答题（每小题 5 分，共 40 分）1.一粒子的波函数为ψ(r )=ψ(x, y, z)，写出粒子位于x ~ x +dx 间的几率。

2.何谓几率流密度？写出几率流密度j（r , t）的表达式。

3．（L2 ,L）的共同本征函数是什么？相应的本征值又分别是什么？4.写出电子自旋sz的二本征值和对应的本征态。

5.使用定态微扰论时，对哈密顿量H 有什么样的要求？6．何谓光的吸收？何谓光的受激辐射？何谓光的自发辐射？7．散射问题中，高能粒子散射和低能粒子散射分别宜采用什么方法处理？8．德布罗意波的波函数与经典波的波函数的本质区别是什么？得分π a 3x ⎢ ⎥ ⎨∞ , ψ ψ ψ 二、计算证明题（共 60 分）9.计算：[ p ˆ x , f (x )] = ? [ p ˆ 2, f (x )] = ?（15 分）10.在 t = 0 时刻，氢原子处于状态ψ ( r ,0) = C ⎡ ⎣ 1 ( r ) + 211 ( r ) + 32 1 ( r ) ⎤ 23 ⎦式中，ψ ( r) 为氢原子的第 n 个能量本征态。

计算 t =0 时能量的取值几率与平均值。

（10 分）1.氢原子处于基态：ψ (x ) =1e -r ,求：（1）势能- e 2 r 的平均值；（2）最可几半径。

（15 分）12．（1）粒子在二维无限深方势阱中运动，V = ⎧0 ,⎩0 < x < a , 0 < y < a 其它区域，（1）试写出能级和能量本征函数（能量最低的两个态）；（2）加上微扰 H ' = λ xy（2）求最低的两个能级的一级微扰修正。

（20 分）得分nzlm⎛ ⎫ ⎛ ⎫ z lmz安徽大学 20 05 -20 06 学年第 2 学期《量子力学》期末考试试卷（B 卷）（时间 120 分钟）年级院系专业姓名学号座位号一、简答题（每小题 5 分，共 40 分）1.一粒子的波函数为ψ (r ) = ψ (x , y , z ) ，写出粒子位于 x ~ x + dx 间的几率。

量子考试题及答案

量子考试题及答案一、单项选择题（每题2分，共10题）1. 量子力学的奠基人是哪位科学家？A. 牛顿B. 爱因斯坦C. 普朗克D. 波尔答案：C2. 量子力学中，粒子的位置和动量可以同时被精确测量吗？A. 可以B. 不可以C. 有时可以D. 取决于实验条件答案：B3. 以下哪个概念不是量子力学中的？A. 波粒二象性B. 测不准原理C. 相对论D. 量子纠缠答案：C4. 量子力学中的薛定谔方程描述了什么？A. 粒子的波动性质B. 粒子的轨道C. 粒子的能量D. 粒子的动量答案：A5. 量子力学中的叠加态是指？A. 粒子同时处于多个状态B. 粒子只能处于一个状态C. 粒子的状态是确定的D. 粒子的状态是随机的答案：A6. 量子力学中的隧道效应是什么？A. 粒子通过一个势垒的概率不为零B. 粒子在势垒中的速度增加C. 粒子在势垒中的速度减少D. 粒子被势垒完全阻挡答案：A7. 量子力学中的不确定性原理是由哪位科学家提出的？A. 牛顿B. 爱因斯坦C. 海森堡D. 波尔答案：C8. 量子力学中的波函数坍缩是指？A. 波函数在空间中的扩散B. 波函数在测量后变为一个确定的值C. 波函数在时间中的演化D. 波函数在空间中的收缩答案：B9. 量子力学中的自旋是什么？A. 粒子的内部角动量B. 粒子的外部角动量C. 粒子的线性动量D. 粒子的转动惯量答案：A10. 量子力学中的泡利不相容原理说明了什么？A. 两个粒子可以处于相同的量子态B. 两个粒子不能处于相同的量子态C. 两个粒子总是处于不同的量子态D. 两个粒子可以交换位置答案：B二、填空题（每题3分，共5题）1. 量子力学中的_______原理表明，粒子的位置和动量不能同时被精确测量。

答案：测不准2. 量子力学中的_______效应描述了粒子在某些情况下表现出波动性质的现象。

答案：波粒二象性3. 量子力学中的_______态是指一个量子系统可以处于多个可能状态的叠加。

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∑ ψ (x) = cnψ n (x) ， n
写出展开式系数 cn 的表达式。
解：
∫ cn = (ψ n (x) ,ψ (x)) =
ψ
* n
(
x)ψ
(
x)
dx
。
29.
一个电子运动的旋量波函数为
ψ
(
K r
,
sz
)
=
⎜⎜⎝⎛ψψ
( (
K r
,
=
K r
,
−
2)
=2
)⎟⎟⎠⎞
，写出表示电子自旋向上、位置在
K r
=
解： s z
=
, 2
α
=
χ1
2
(s
z
)
=
⎜⎜⎝⎛
1 0
⎟⎟⎠⎞
；sz
=−=, 2
β
=
χ−1 2 (s z )
=
⎜⎜⎝⎛
0 1
⎟⎟⎠⎞
。
16. 解：
[x , py]= 0
[ ] [ ] z , p z = i=
L x , L z = −i=Ly
[y , Lz ] = i=x
[ ] L2 , L z = 0
=
⎜⎜⎝⎛
0 1
1 0
⎟⎟⎠⎞
,
σy
=
⎜⎜⎝⎛
0 i
−i 0
⎟⎟⎠⎞
,
σ z = ⎜⎜⎝⎛10 −01⎟⎟⎠⎞
12. 电子自旋假设的两个要点。
解：（1）电子具有自旋角动量
K s
，它在空间任意方向的投影只有两个取值：
±
=
2；
K （2）电子具有自旋磁矩 M ，它的回转磁比值为轨道回转磁比值的 2 倍，即

量子力学期末考试试卷及答案范文

量子力学期末试题及答案红色为我认为可能考的题目一、填空题：1、波函数的标准条件：单值、连续性、有限性。

2、|Ψ（r,t）|^2的物理意义：t时刻粒子出现在r处的概率密度。

3、一个量的本征值对应多个本征态，这样的态称为简并。

4、两个力学量对应的算符对易，它们具有共同的确定值。

二、简答题：1、简述力学量对应的算符必须是线性厄米的。

答：力学量的观测值应为实数，力学量在任何状态下的观测值就是在该状态下的平均值，量子力学中，可观测的力学量所对应的算符必须为厄米算符；量子力学中还必须满足态叠加原理，而要满足态叠加原理，算符必须是线性算符。

综上所述，在量子力学中，能和可观测的力学量相对应的算符必然是线性厄米算符。

2、一个量子态分为本征态和非本征态，这种说法确切吗？答：不确切。

针对某个特定的力学量，对应算符为A，它的本征态对另一个力学量（对应算符为B）就不是它的本征态，它们有各自的本征值，只有两个算符彼此对易，它们才有共同的本征态。

3、辐射谱线的位置和谱线的强度各决定于什么因素？答：某一单色光辐射的话可能吸收，也可能受激跃迁。

谱线的位置决定于跃迁的频率和跃迁的速度；谱线强度取决于始末态的能量差。

三、证明题。

2、证明概率流密度J不显含时间。

四、计算题。

1、第二题：如果类氢原子的核不是点电荷，而是半径为0r、电荷均匀分布的小球，计算这种效应对类氢原子基态能量的一级修正。

解：这种分布只对0r r <的区域有影响，对0r r ≥的区域无影响。

据题意知)()(ˆ0r U r U H -=' 其中)(0r U 是不考虑这种效应的势能分布，即 2004ze U r rπε=-（）)(r U 为考虑这种效应后的势能分布，在0r r ≥区域，rZe r U 024)(πε-=在0r r <区域，)(r U 可由下式得出， ⎰∞-=r E d r e r U )(⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧≥≤=⋅⋅=)( 4 )( ,43441020********420r r r Ze r r r r Ze r r Ze r E πεπεπππε⎰⎰∞--=0)(r r rEdr e Edr e r U⎰⎰∞--=002023002144r r rdr r Ze rdr r Ze πεπε)3(84)(82203020022203002r r r Ze r Ze r r r Ze --=---=πεπεπε )( 0r r ≤ ⎪⎩⎪⎨⎧≥≤+--=-=')( 0 )( 4)3(8)()(ˆ000222030020r r r r r Ze r r r Ze r U r U H πεπε由于0r 很小，所以)(2ˆˆ022)0(r U H H +∇-=<<'μ，可视为一种微扰，由它引起一级修正为（基态03(0)1/210030()Zra Z e a ψπ-=） ⎰∞'=τψψd H E )0(1*)0(1)1(1ˆ ⎰-+--=0002202220302334]4)3(8[r r a Zdr r e r Ze r r r Ze a Z ππεπεπ ∵0a r <<，故102≈-r a Z e 。

量子力学复习资料.doc

8.波长增量A X=X z -X随散射角增大而增大.这一现象称为康普第一章知识点:1. 黑体：能吸收射到其上的全部辐射的物体，这种物体就称为绝对黑体，简称黑体.2. 处于某一温度T 下的腔壁，单位面积所发射出的辐射能量和它所吸收的辐射能量相等时，辐射达到热平衡状态。

3. 实验发现：热平衡时，空腔辐射的能量密度，与辐射的波长的分布曲线，其形状和位置只与黑体的绝对温度T 有关而与黑体的形状和材料无关。

4. 光电效应…光照射到金属上,有电子从金属上逸出的现5. 光电效应特点：1.临界频率vO 只有当光的频率大于某一定值vO 时，才有光电子发射出来.若光频率小于该值时，则不论光强度多大，照射时间多长，都没有电子产生.光的这一•频率V0称为临界频率。

2.光电子的能量只是与照射光的频率有关,与光强无关, 光强只决定电子数目的多少（爱因斯坦对光电效应的解释）3.当入射光的频率大于v 0时，不管光有多么的微弱，只要光一照上，立即观察到光电子（10-9s ）6. 光的波粒二象性：普朗克假定a.原子的性能和谐振子一样，以给定的频率v 振荡；b.黑体只能以E = hv 为能量单位不连续的发射和吸收能量，而不是象经典理论所要求的那样可以连续的发射和吸收能量.7. 总结光子能量、动量关系式如下：［E=hv=ha ）把光子的波动性和粒子性联系了起来\Eh v h _p=—h ———n=—n=—n = tikICC2XIngA2 = 220 sin 2 — 其中 20 = ------- = 2.4 x I 。

-" cm称为电子的 Compton 波长。

m 0C散射波的波长入'总是比入射波波长长（V >入）且随散射角0增大而增大。

9. 波尔假定：1.原子具有能量不连续的定态的概念.2.量子跃迁的概念. 10. 德布罗意：假定：与一定能量E 和动量p 的实物粒子相联系的波（他称之为“物质波”）的频率和波长分别为：E = hvn v = E/hP = h/X=>X = h/p该关系称为de. Broglie 关系.德布罗意波：T = A exp —(p»r — Et)\ I de Broglie 关系：v = E/h n(0 = 2K v = 2丸E/h = E/力2 = h/p =>k = 1/ X = 2冗 / 4 =p 〃第二章知识点：.1.描写自由粒子的平面波波函数: T = Aexp -(p»r-Et) h2. 在电子衍射实验中，照相底片上r 点附近衍射花样的强度~正比于该点附近感光点的数目，~正比于该点附近出现的电子数目，~正比于电子出现在r 点附近的几率.3. |W (r)|2的意义是代表电子出现在r 点附近单位体积内的几率。

量子考试题及答案

量子考试题及答案一、单项选择题（每题2分，共20分）1. 量子力学的奠基人是（）。

A. 牛顿B. 爱因斯坦C. 普朗克D. 薛定谔答案：C2. 量子力学中，粒子的状态由（）描述。

A. 波函数B. 动量C. 位置D. 能量答案：A3. 海森堡不确定性原理表明，粒子的（）和（）不能同时被精确测量。

A. 位置和动量B. 能量和时间C. 动量和能量D. 位置和能量答案：A4. 量子纠缠是指两个或多个粒子的量子状态（）。

A. 相互独立B. 可以分离C. 相互关联D. 完全相同答案：C5. 量子力学中的波粒二象性是指粒子（）。

A. 只表现出波动性B. 只表现出粒子性C. 同时表现出波动性和粒子性D. 根据观察者的选择表现出波动性或粒子性答案：C6. 薛定谔方程是描述（）的波动方程。

A. 光子B. 电子C. 任何粒子D. 质子答案：C7. 量子力学中的隧道效应是指粒子（）。

A. 通过一个势垒B. 被势垒完全反射C. 被势垒吸收D. 在势垒内部被完全阻挡答案：A8. 量子力学中的“观测”概念意味着（）。

A. 粒子的波函数坍缩B. 粒子的位置被精确测量C. 粒子的动量被精确测量D. 粒子的能量被精确测量答案：A9. 量子力学中的“叠加态”是指粒子（）。

A. 处于一个确定的状态B. 处于多个状态的组合C. 处于一个不确定的状态D. 处于一个随机的状态答案：B10. 量子力学中的“量子跃迁”是指粒子（）。

A. 从一个能级跃迁到另一个能级B. 从一个位置跃迁到另一个位置C. 从一个动量跃迁到另一个动量D. 从一个状态跃迁到另一个状态答案：A二、多项选择题（每题3分，共15分）11. 量子力学中的基本原理包括（）。

A. 波函数的统计解释B. 波粒二象性C. 量子叠加原理D. 量子纠缠答案：A、B、C、D12. 量子力学中的测量问题涉及到（）。

A. 波函数坍缩B. 观测者效应C. 量子态的不确定性D. 量子纠缠答案：A、B、C13. 量子力学中的非定域性体现在（）。

量子力学期末复习题答案

量子力学期末复习题答案1. 什么是量子力学的基本原理？答案：量子力学的基本原理包括波函数的统计解释、不确定性原理、量子态的叠加原理以及量子力学的测量问题等。

2. 描述薛定谔方程的物理意义。

答案：薛定谔方程是量子力学中描述微观粒子状态随时间演化的基本方程，它揭示了粒子波函数的时间依赖性，从而可以预测粒子的行为和性质。

3. 什么是泡利不相容原理？答案：泡利不相容原理指出，一个原子中不能有两个或更多的电子具有完全相同的四个量子数，即主量子数、角量子数、磁量子数和自旋量子数。

4. 简述海森堡不确定性原理的内容。

答案：海森堡不确定性原理表明，粒子的位置和动量不能同时被精确测量，测量其中一个量时，另一个量的不确定性会增加。

5. 什么是量子纠缠？答案：量子纠缠是指两个或多个量子系统之间存在的一种特殊的关联，即使它们相隔很远，一个系统的状态无论何时被测量，另一个系统的状态也会立即确定。

6. 描述量子隧穿效应。

答案：量子隧穿效应是指粒子通过一个势垒的概率不为零的现象，即使粒子的能量低于势垒的高度，粒子也有可能出现在势垒的另一侧。

7. 什么是波函数坍缩？答案：波函数坍缩是指在量子测量过程中，系统的波函数从叠加态突然变化到一个特定的本征态的过程，这个过程是随机的，并且与测量者的观测有关。

8. 简述量子力学中的态叠加原理。

答案：态叠加原理是指一个量子系统可以处于多个可能状态的叠加，即系统的波函数可以表示为这些可能状态的波函数的线性组合。

9. 描述量子力学中的测量问题。

答案：量子力学中的测量问题涉及到波函数坍缩和观测者的角色，即在测量之前，系统处于多种可能状态的叠加，而测量后系统会坍缩到一个特定的状态。

10. 什么是量子力学的非定域性？答案：量子力学的非定域性指的是量子系统的状态不局限于空间的某一点，而是在整个空间中分布，即使系统被限制在某个区域内，其波函数仍然可以扩展到区域之外。

安徽大学期末试卷2007-2008学年第一B.doc

2007-2008学年第一学期《量子力学》（B ）卷参考解答及评分标准一、简答题1. 束缚态、非束缚态及相应能级的特点。

答：束缚态：粒子在一定范围内运动，∞→r 时，0→ψ。

能级分立。

非束缚态：粒子的运动范围没有限制，∞→r 时，ψ不趋于0。

能级连续分布。

2. 一质量为μ 的粒子在一维无限深方势阱⎩⎨⎧><∞<<=ax x a x x V 2,0,20,0)(中运动，写出其状态波函数和能级表达式。

解： ⎪⎩⎪⎨⎧≥≤<<=ax x a x axn a x n 2,0,0,20,2sin 1)(πψΛη,3,2,1,82222==n a n E n μπ3. 写出一维谐振子的归一化波函数和能级表达式。

解：!2,)()(2/22n A x H e A x nn n x n n ⋅==-πααψα。

Λη,2,1,0,21=⎪⎭⎫ ⎝⎛+=n n E n ω4. 电子自旋假设的两个要点。

解：（1）电子具有自旋角动量s ϖ，它在空间任意方向的投影只有两个取值：2η±；（2）电子具有自旋磁矩M ϖ，它的回转磁比值为轨道回转磁比值的2倍，即自旋回转磁比值 ⎪⎭⎫⎝⎛===为单位取自旋内禀磁矩mc e mc e g s 22，轨道回转磁比值 12===mceg l 轨道角动量轨道磁矩。

二、填充题5. 用球坐标表示，粒子波函数表为 ()ϕθψ,,r ，则粒子在立体角Ωd 中被测到的几率为()220,,P d r r drψθϕ∞=Ω⎰6. ）（z L L ,2 的共同本征函数是球谐函数),(ϕθlm Y ，相应的本征值分别是22(,)(1)(,)lm lm L Y l l Y θϕθϕ=+h 和 (,)(,)z lm lm L Y m Y θϕθϕ=h 。

7.[],,,,2,z x z yz y x zy z xz p i L L i L y L i xi L p i p σσσ⎡⎤⎡⎤==-=⎣⎦⎣⎦⎡⎤⎡⎤=-=⎣⎦⎣⎦h h h h8. 完全描述电子运动的旋量波函数为 ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-=)2/,()2/,(),(ηϖηϖϖr r s r z ψψψ，则 ()2,/2r ψvh()232/,⎰-ηϖr r d ψ表示电子自旋向下（2η-=z s ）的几率。

安徽大学期末试卷量子力学复习及答案(88题).pdf

∂t 14.（L2 , L z）的共同本征函数是什么？相应的本征值又分别是什么？
2
安徽大学期末试卷
量子力学复习题答案（安徽大学）
( ) 解： L2 , L z 的共同本征函数是球谐函数Ylm (θ ,ϕ) 。
L2Ylm (θ ,ϕ) = l(l + 1)= 2Ylm (θ ,ϕ ) , LzYlm (θ ,ϕ ) = m=Ylm (θ ,ϕ)
⎣
d⎤
d
x
⎥ ⎦
=
?
解：(1)-1 （2） 2x 。
（2）
⎡ ⎢
⎣
d dx
,
x2
⎤ ⎥
=
?
⎦
2. 一维运动中，哈密顿量 H = p 2 + V (x) ，求 [x , H ] = ? [p , H ] = ?
2m
解： [x , H ] = = 2 d ，
m dx
[p , H ] = −i= d V (x) 。
x → ∞ , V (x) → 0 ）；
( b ) 该势与轨道角动量为 l 的氢原子态的径向势有何异同?
=2 解:( a ) E = − 2mx02
V (x)
=
=2 2m
⎡ n (n −1)
⎢ ⎣
x2
−
2n ⎤
x0
x
⎥ ⎦
( b ) 氢原子有效径向势为
6
安徽大学期末试卷
量子力学复习题答案（安徽大学）
±
=
2；
K （2）电子具有自旋磁矩 M ，它的回转磁比值为轨道回转磁比值的 2 倍，即
gs
内禀磁矩 = 自旋
= e = 2 ⎜⎛取 e 为单位⎟⎞
mc ⎝ 2mc

安徽大学06-07-2B《量子力学》试题及答案

⎩ z 安徽大学 20 06 —20 07 学年第 2 学期《量子力学》考试试卷（B 卷）（时间 120 分钟）院/系专业姓名学号一、填空题（每小题 5 分，共 25 分）的几率是。

2. 在σ z 表象中的泡利矩阵。

3. 一维谐振子的能级表达式是。

⎧0, 0 < x < 2a 4. 一质量为的粒子在一维无限深方势阱V (x ) = ⎨∞,中运动，写出其能级表达式是。

5．（L 2 , L ）的共同本征函数是。

x < 0, x > 2a二、简答题（每小题 5 分，共 25 分）6．电子自旋假设的两个要点是什么？得分得分7. 量子力学中，一个力学量Q 守恒的条件是什么？用式子表示。

⎛ψ (r , / 2) ⎫ 8. 完全描述电子运动的旋量波函数为 ψ (r , s z ) =⎪ ，准确叙述 ψ (r, / 2)2及 ⎰ d 3r ψ (r,- / 2)⎝ψ (r , - / 2) ⎭ 2分别表示什么样的物理意义。

9．波尔原子理论的两大要点是什么？10．散射问题中，高能粒子散射和低能粒子散射分别宜采用什么方法处理？三、证明题（每小题 10 分，共 10 分）11.证明 pauli 矩阵满足σ x σ y σ z = i 。

得分四、计算题（每小题 20 分，共 40 分）12.一电子处于ψ=R （r）Y （θ, ϕ）态，测力学量L2，测值如何？测力学量L ，32 m 32 2 m z可能得哪些测值？写出Lz 在其自身表象中的矩阵表示。

得分⎨2λ (1 - x a ) , 13.一维无限深势阱( 0 < x < a ) 中的粒子，受到微扰H ' = ⎧ 2λ x / a ,⎩ 0 < x < a / 2 a / 2 < x < a的作用，求基态能量的一级修正。

a 2 a⎝ 2 ⎩z ⎪⎭ 安徽大学 20 06 —20 07 学年第 2 学期《量子力学》考试试题（B ）参考答案及评分标准一、填空题（每小题 5 分，共 25 分）1. 用球坐标表示，粒子波函数表为ψ (r ,θ,ϕ )，写出粒子在球壳( r , r + dr) 中被测到π2π的几率是P = r 2 dr ⎰sin θ d θ ⎰ ψ (r ,θ ,ϕ ) 2d ϕ 。

量子力学期末考试试卷及答案

量子力学期末试题及答案红色为我认为可能考的题目一、填空题：1、波函数的标准条件：单值、连续性、有限性。

2、| Ψ（r,t）|^2 的物理意义：t 时刻粒子出现在r 处的概率密度。

3、一个量的本征值对应多个本征态，这样的态称为简并。

4、两个力学量对应的算符对易，它们具有共同的确定值。

二、简答题：1、简述力学量对应的算符必须是线性厄米的。

答：力学量的观测值应为实数，力学量在任何状态下的观测值就是在该状态下的平均值，量子力学中，可观测的力学量所对应的算符必须为厄米算符；量子力学中还必须满足态叠加原理，而要满足态叠加原理，算符必须是线性算符。

综上所述，在量子力学中，能和可观测的力学量相对应的算符必然是线性厄米算符。

2、一个量子态分为本征态和非本征态，这种说法确切吗？答：不确切。

针对某个特定的力学量，对应算符为A，它的本征态对另一个力学量（对应算符为B）就不是它的本征态，它们有各自的本征值，只有两个算符彼此对易，它们才有共同的本征态。

3、辐射谱线的位置和谱线的强度各决定于什么因素？答：某一单色光辐射的话可能吸收，也可能受激跃迁。

谱线的位置决定于跃迁的频率和跃迁的速度；谱线强度取决于始末态的能量差。

三、证明题。

2、证明概率流密度J不显含时间。

四、计算题。

1 、第二题：如果类氢原子的核不是点电荷，而是半径为r0、电荷均匀分布的小球，计算这种效应对类氢原子基态能量的一级修正。

解：这种分布只对r r0的区域有影响，对r r0的区域无影响。

据题意知?HU (r ) U 0 (r )其中U0(r)是不考虑这种效应的势能分布，即U r （）0 42 zerU为考虑这种效应后的势能分布，在r r0区域，(r)U (r )2 Ze 4 r在r r区域，U(r)可由下式得出，0U (r) e E d rr4 E 1r42Ze3 r43Zer243r 34Ze3r0 0r, (r(rrU (r) e r 0r Edr erEdr2 21Ze Zerrdr324 r r r4drr 0 0rr0 0? H U (r) U(r ) 82Ze3r2(3r2r )Ze42r( r r)0 (r r)32? ?( U r0) 2由于r0很小，所以H H ( ) ，可视为一种微扰，由它引起23Z(0) 1/2( ) 100 3a0 eZar一级修正为（基态）(1) E1*( 0)1?H( 0)d13Z3a2Z2 2r Ze rZe2 2 a[ (3r r ) ]e30 8 r 4r0 0 024 r dr2Zra∵r a0 ，故e 1。

(完整版)量子力学期末考试题及解答

一、波函数及薛定谔方程1.推导概率（粒子数）守恒的微分表达式;()(),,w r t J r t o t∂+∇•=∂解答：由波函数的概率波解释可知，当(),r t ψ已经归一化时，坐标的取值概率密度为()()()()2,,,,w r t r t r t r t ψψψ*== （1）将上式的两端分别对时间t 求偏微商，得到()()()()(),,,,,w r t r t r t r t r t t t tψψψψ**∂∂∂=+∂∂∂ （2）若位势为实数，即()()V r V r *=，则薛定谔方程及其复共轭方程可以分别改写如下形式()()()()2,,,2r t ih ir t V r r t t m h ψψψ∂=∇-∂ （3）()()()()2,,,2r t ih ir t V r r t t m hψψψ***∂=-∇+∂ （4）将上述两式代入（2）式，得到()()()()()22,,,,,2r t ih r t r t r t r t t mψψψψψ**∂⎡⎤=∇-∇⎣⎦∂ ()()()(),,,,2ihr t r t r t r t mψψψψ**⎡⎤=∇•∇-∇⎣⎦ （5）若令()()()()(),,,,,2ih J r t r t r t r t r t mψψψψ**⎡⎤=∇-∇⎣⎦ （6）有()(),,0w r t J r t t∂+∇•=∂ （7）此即概率（粒子数）守恒的微分表达式。

2.若线性谐振子处于第一激发态()2211exp 2x C x α⎛⎫ψ=- ⎪⎝⎭求其坐标取值概率密度最大的位置，其中实常数0α>。

解答：欲求取值概率必须先将波函数归一化，由波函数的归一化条件可知()()222221exp 1x dx Cx x dx ψα∞∞-∞-∞=-=⎰⎰（1）利用积分公示())2221121!!exp 2n n n n x x dx αα∞++--=⎰ （2）可以得到归一化常数为C = （3）坐标的取值概率密度为 ()()()322221exp w x x x x ψα==- （4）由坐标概率密度取极值的条件())()3232222exp 0d w x x x x dx αα=--= （5）知()w x 有五个极值点，它们分别是 10,,x α=±±∞（6）为了确定极大值，需要计算()w x 的二阶导数()()()232222322226222exp d w x x x x x x dx αααα⎤=----⎦)()32244222104exp x x x ααα=-+- （7）于是有()23200x d w x dx ==> 取极小值（8）()220x d w x dx =±∞= 取极小值（9）()23120x d w x dx α=±=< 取极大值（10）最后得到坐标概率密度的最大值为2111w x x ψαα⎛⎫⎛⎫=±==±= ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭（11）3.半壁无限高势垒的位势为()()()()000x v x x a v x a ∞<⎧⎪=≤≤⎨⎪>⎩求粒子能量E 在00E v <<范围内的解。

量子力学期末考试试卷及答案集

量子力学试题集量子力学期末试题及答案(A) 选择题(每题3分共36分)1.黑体辐射中的紫外灾难表明:CA、黑体在紫外线部分辐射无限大的能量;B、黑体在紫外线部分不辐射能量;C、经典电磁场理论不适用于黑体辐射公式;D、黑体辐射在紫外线部分才适用于经典电磁场理论。

2.关于波函数Ψ的含义,正确的就是:BA、Ψ代表微观粒子的几率密度;B、Ψ归一化后,ψψ*代表微观粒子出现的几率密度;C、Ψ一定就是实数;D、Ψ一定不连续。

3.对于偏振光通过偏振片,量子论的解释就是:DA、偏振光子的一部分通过偏振片;B、偏振光子先改变偏振方向,再通过偏振片;C、偏振光子通过偏振片的几率就是不可知的;D、每个光子以一定的几率通过偏振片。

4.对于一维的薛定谔方程,如果Ψ就是该方程的一个解,则:AA、*ψ一定也就是该方程的一个解;B、*ψ一定不就是该方程的解;C、Ψ与*ψ一定等价;D、无任何结论。

5.对于一维方势垒的穿透问题,关于粒子的运动,正确的就是:CA、粒子在势垒中有确定的轨迹;B、粒子在势垒中有负的动能;C、粒子以一定的几率穿过势垒;D粒子不能穿过势垒。

6.如果以∧l表示角动量算符,则对易运算],[yxll为:BA、ih∧z lB 、 ih ∧zlC 、i∧x l D 、h∧xl7.如果算符∧A 、∧B 对易,且∧A ψ=Aψ,则:BA 、ψ 一定不就是∧B 的本征态; B 、ψ一定就是 ∧B 的本征态;C 、*ψ一定就是∧B 的本征态;D 、 ∣Ψ∣一定就是∧B 的本征态。

8.如果一个力学量∧A 与H∧对易,则意味着∧A :CA 、一定处于其本征态;B 、一定不处于本征态;C 、一定守恒;D 、其本征值出现的几率会变化。

9.与空间平移对称性相对应的就是:B A 、能量守恒; B 、动量守恒; C 、角动量守恒; D 、宇称守恒。

10.如果已知氢原子的 n=2能级的能量值为-3、4ev,则 n=5能级能量为:D A 、 -1、51ev; B 、-0、85ev; C 、-0、378ev; D 、 -0、544ev11.三维各向同性谐振子,其波函数可以写为nlm ψ,且 l=N-2n,则在一确定的能量 (N+23)h ω下,简并度为:BA 、)1(21+N N ;B 、)2)(1(21++N N ;C 、N(N+1);D 、(N+1)(n+2)12.判断自旋波函数 )]1()2()2()1([21βαβαψ+=s 就是什么性质:CA 、自旋单态;B 、自旋反对称态;C 、自旋三态;D 、z σ本征值为1、二填空题(每题4分共24分)1.如果已知氢原子的电子能量为eV nE n 26.13-= ,则电子由n=5 跃迁到n=4 能级时,发出的光子能量为:———————————,光的波长为———— ————————。

安徽大学大三物理专业量子力学试卷及答案 (8)

安徽大学20XX —20XX 学年度第1学期《量子力学》期末考试试卷（B 卷）年级专业姓名学号座位号一、简答题（1——8题，每题5分，共40分）1. 用球坐标表示，粒子波函数表为()ϕθψ,,r 。

写出粒子在),(ϕθ方向的立体角Ωd 中且半径在a r <<0范围内被测到的几率。

2. 写出三维无限深势阱⎩⎨⎧∞<<<<<<=其余区域,0,0,0,0),,(cz b y a x z y x V中粒子的能级和波函数。

3. 量子力学中，一个力学量Q 守恒的条件是什么？用式子表示。

4. ）（z L L ,2 的共同本征函数是什么？相应的本征值又分别是什么？5. 量子力学中，体系的任意态)(x ψ可用一组力学量完全集的共同本征态)(x n ψ展开：∑=nn n x c x )()(ψψ，写出展开式系数n c 的表达式。

6. 一个电子运动的旋量波函数为 ()()()⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-=2,2,,r r s r z ψψψ，写出表示电子自旋向上、位置在r处的几率密度表达式，以及表示电子自旋向下的几率的表达式。

7. 何谓正常塞曼效应？何谓反常塞曼效应？何谓斯塔克效应？8. 对于阶梯形方势场⎩⎨⎧><=ax V a x V x V ,,)(21 ，如果（12V V -）有限，则定态波函数)(x ψ连续否？其一阶导数 )(x ψ'连续否？二、计算证明题9. 设粒子处于一维无限深势阱()⎩⎨⎧><∞<<=ax x a x x V 或0,0,中，求处于定态()x n ψ中的粒子位置x 的平均值。

（10分）10. 已知厄米算符A 、B 互相反对易：{}0,=+=BA AB B A；b 是算符B 的本征态：b b b B =，本征值0≠b。

求在态b 中，算符A 的平均值。

（15分）11. 氢原子处于状态),()(23),()(21),,(11211021ϕθϕθϕθψ-+=Y r R Y r R r 。

量子力学试卷(2套)(完整资料).doc

【最新整理，下载后即可编辑】2002级量子力学期末考试试题和答案A 卷一、简答与证明：（共25分）1、什么是德布罗意波？并写出德布罗意波的表达式。

（4分）2、什么样的状态是定态，其性质是什么？（6分）3、全同费米子的波函数有什么特点？并写出两个费米子组成的全同粒子体系的波函数。

（4分）4、证明)ˆˆ(22x x p x x pi -是厄密算符（5分） 5、简述测不准关系的主要内容，并写出坐标x 和动量x pˆ之间的测不准关二、（15分）已知厄密算符B A ˆ,ˆ，满足1ˆˆ22==BA，且0ˆˆˆˆ=+A B B A ，求1、在A 表象中算符Aˆ、B ˆ的矩阵表示； 2、在B 表象中算符Aˆ的本征值和本征函数； 3、从A 表象到B 表象的幺正变换矩阵S 。

三、（15分）设氢原子在0=t 时处于状态),()(21),()(21),()(21)0,(112110311021ϕθϕθϕθψ-+-=Y r R Y r R Y r R r ，求1、0=t 时氢原子的E 、2L ˆ和zL ˆ的取值几率和平均值； 2、0>t 时体系的波函数，并给出此时体系的E 、2L ˆ和zL ˆ的取值几率和平均值。

四、（15分）考虑一个三维状态空间的问题，在取定的一组正交基下哈密顿算符由下面的矩阵给出⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-=C C C H000000200030001ˆ这里，H H H'+=ˆˆˆ)0(，C 是一个常数，1<<C ，用微扰公式求能量至二级修正值，并与精确解相比较。

五、（10分）令y x iS S S +=+，y x iS S S -=-，分别求+S 和-S 作用于z S 的本征态⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=+0121和⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=-1021的结果，并根据所得的结果说明+S 和-S 的重要性是什么？答案一、1、描写自由粒子的平面波称为德布罗意波；其表达式：)(Et r p i Ae-⋅=ψ2、定态：定态是能量取确定值的状态。

量子力学考试题讲解及答案

量子力学考试题讲解及答案一、单项选择题（每题2分，共10分）1. 量子力学中，波函数的平方代表的是：A. 粒子的位置B. 粒子的动量C. 粒子出现的概率密度D. 粒子的能量答案：C2. 根据海森堡不确定性原理，下列说法正确的是：A. 粒子的位置和动量可以同时精确测量B. 粒子的位置和动量不能同时精确测量C. 粒子的能量和时间可以同时精确测量D. 粒子的能量和时间不能同时精确测量答案：B3. 薛定谔方程是用来描述：A. 经典力学系统B. 热力学系统C. 量子力学系统D. 电磁学系统答案：C4. 量子力学中的波粒二象性是指：A. 粒子有时表现为波动性，有时表现为粒子性B. 粒子总是同时具有波动性和粒子性C. 粒子只具有波动性D. 粒子只具有粒子性答案：B5. 量子力学中，哪个假设是关于测量的？A. 叠加原理B. 波函数坍缩C. 泡利不相容原理D. 量子纠缠答案：B二、填空题（每题2分，共10分）1. 量子力学中的波函数通常用希腊字母________表示。

答案：Ψ2. 量子力学中的德布罗意波长公式为λ = ________。

答案：h/p3. 在量子力学中，一个粒子的总能量可以表示为E = ________ + V。

答案：K.E.4. 费米子遵循的统计规律是________统计。

答案：费米-狄拉克5. 量子力学中的测不准原理是由海森堡提出的，其数学表述为ΔxΔp ≥ ________。

答案：h/4π三、简答题（每题5分，共20分）1. 简述量子力学中的波函数坍缩概念。

答案：波函数坍缩是指在量子力学中，当一个量子系统的状态被测量时，系统的波函数会从多个可能的状态中“选择”一个确定的状态，这个过程称为波函数坍缩。

2. 解释量子力学中的叠加原理。

答案：叠加原理是指在量子力学中，一个量子系统可以同时处于多个状态的叠加，即系统的波函数可以是多个不同状态波函数的线性组合。

3. 描述量子力学中的泡利不相容原理。

答案：泡利不相容原理指出，两个相同的费米子（如电子）不能处于同一个量子态，即它们不能具有相同的一组量子数。

量子力学期末考试试题整理

量子力学期末考试试题整理一、填空1. 波尔磁子：2429.274102B e e A m m cμ-==⨯⋅2. 回转磁比率：2zZe e L m cμ=-3. 薛定谔方程表达式：22121(,,)2ni n i iiU r r r t t m ψψψ=∂=-∇+⋅⋅⋅⋅⋅⋅∂∑ 4. 算符对易的定义:ˆˆˆˆˆˆ[,]A B ABBA =- 5. 在量子力学中，如果在散射过程中两粒子之间只有动能交换，粒子内部运动状态并无改变，则这种散射称为弹性散射。

如果在散射过程中粒子内部运动状态有所改变，则称为非弹性散射。

6. 散射粒子的方向与入射粒子的方向间的夹角，称为散射角。

7. 我们称质量、电荷、自旋、同位旋以及其他所有内禀固有属性完全相同的例子为全同粒子。

全通粒子的不可区分性，在量子力学中称为全同性原理。

8. 全同粒子的不可区分性：在两个波重叠在一起的区域，无法区分那个是第一个粒子的波，哪个是第二个例子的波。

也就是说，无法区分哪一个是第一个粒子，哪个是第二个粒子，因此，全同离子在量子力学中是不可区分的。

9. 自旋为2奇数倍的粒子称为费米子。

在量子力学中，由费米子组成的体系称为费米—狄拉克统计。

自旋为整数倍的粒子称为波色子。

在量子力学中，由波色子组成的体系称为波色—爱因斯坦统计。

10. 克莱因-戈尔登方程：22222221()0m c ctψψψ∂∇--=∂11. 狄拉克方程：2[]i H i c mc tψψαβψ∂==-⋅∇+∂12. 被填满的负态称为费米海。

如果空穴的能量为0p E +>，质量为0m +>，电荷为0e +>，这种空穴称为正电子。

13. 波函数的量子化称为二次量子化。

14. 概率流守恒定律：0J t ω∂+∇⋅=∂，概率流的定义：**()2i J mψψψψ=-∇-∇15. 光电效应的实验结果表明（1）存在临界频率0ν：当入射光的频率0νν<时，无论光强度多大，都无光电子逸出，只有在0νν≥时，即使光强度较弱，但只要光照到金属面上，几乎在910-s的极短时间内，就能观测到光电子。